Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NYLON 66 1.1.Cấu trúc 1.2 Tính chất vật lý 1.3 Tính chất hóa học 1.4 Ứng dụng thực tế CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT 2.1 Cyclohexane 2.2 Axit adipic 10 2.3 Adiponitrile 12 2.4 Hexamethylene diamin (HDMA) 13 CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NYLON 66 15 3.1 Hóa học trình 15 3.2 Nguyên liệu sử dụng 18 3.2.1 Cyclohexane 18 3.2.2 Axit adipic 24 3.2.3 Adiponitrile 31 3.2.4 Hexamethylene diamin 36 3.3 Công nghệ sản xuất 42 Nguyễn Ngọc Nghiệp Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học 3.3.1 Chuẩn bị muối nylon 66 (Nylon 66 salt) 43 3.3.2 Thực phản ứng trùng ngưng (polycondensation) 43 3.3.3 Nung chảy sản phẩm (melting) 46 3.3.4 Quá trình tạo tơ (extrusion) 46 KÊT LUẬN 48 CHÚ THÍCH 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 Nguyễn Ngọc Nghiệp Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học DANH MỤC SƠ ĐỒ BẢNG BIỂU Hình 1: Cấu trúc Nylon 66 Hình 2: Các phương pháp sản xuất monomer nylon 66 Hình 3: Công nghệ pha lỏng UOP (HB - Unibon) tổng hợp Cyclohexane 21 Hình 4: Sơ đồ công nghệ pha lỏng IFP sản xuất cyclohexane 23 Hình 5: Các phản ứng xảy sản xuất axit adipic từ xyclohexane 26 Hình 6: Sơ đồ công nghệ sản xuất axit adipic từ cyclohexane hai bước oxy hóa với không khí (boric axit) với nitric axit 28 Hình 7: Sơ đồ thiết bị điện phân 33 Hình 8: Sơ đồ công nghệ sản xuất adiponitrile Monsanto 35 Hình 9: Sơ đồ công nghệ sản xuất hexamethylene diamine từ adiponitrile RhonePoulenc 41 Hình 10: Sơ đồ khối công nghệ sản xuất nylon 66 42 Hình 11: Sơ đồ trình trùng ngưng sản xuất nylon 66 44 Hình 12: Sơ đồ chi tiết trình tạo tơ nylon 66 47 Bảng 1: So sánh tiêu kinh tế công nghệ pha lỏng pha 10 Bảng 2: Các tiêu kinh tế tổng hợp axit adipic từ nguồn khác 11 Bảng 3: Tính chất vật lý cyclohexane 19 Bảng 4: Tính chất vật lý axit adipic 24 Bảng 5: Tính chất vật lý adiponitrile 31 Nguyễn Ngọc Nghiệp Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học Bảng 6: Sự phụ thuộc áp suất hexamethylenen amin vào nhiệt độ 36 Bảng 7: Một số tính chất vật lý hexamethylene diamin 37 Bảng 8: Một số tính chất dung dịch hexamethylene diamin thay đổi phụ thuộc vào nồng độ 37 Nguyễn Ngọc Nghiệp Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học MỞ ĐẦU Polyme người tạo thành phần thiếu xã hội đại Tất thứ sống, từ xe, quần áo, bao bì mà giữ tươi thực phẩm, máy vi tính, đĩa CD DVD… liên quan đến tổng hợp polyme Polyamit polyme mạch cacbon dị nguyên tố, có nhóm chức [-CO-NH-] phân tử Có nhiều polyamit có ứng dụng sống Nylon 3; Nylon 6.6 ; Nylon 6; Nylon 6.10 ; Nylon 6.12; Nylon 11; Nylon 12… Một polyamide thương mại thành công người tạo nylon phổ biến nylon 66 tổng hợp Du Pont Về tên nylon, có nhiều ý nghĩa khác Có ý kiến cho "nyl" từ ngẫu nhiên "on" thêm vào cho giống loại sợi có trước cotton (bông) Rayon (tơ) Còn theo Dupont, lúc đầu người ta định đặt tên "no-run",tức không bị sổ mép (so với cotton nylon), sau đổi dần từ cho hay, nghe "kêu" Nylon đời loại "vật liệu cách mạng" vào ngày 23/5/1934 Loại phát minh lúc nylon 6.6 hay nylon 66, loại sợi nhân tạo từ chất vô than đá, nước, không khí Nhưng năm sau (1936) sản phẩm có tính thương mại nylon xuất xưởng Đó bàn chải đánh với chải sợi nylon Nhưng phải đợi đến đôi vớ (bít tất) phụ nữ đời (1940), nylon biết đến rộng rãi Khi lụa thay sợi nylon, sợi nylon đảm bảo độ ẩm khả chống lại nấm mốc Trong áo chống đạn làm nylon, có độ bền mà trước không loại sơ sợi tự nhiên có Và sử dụng lốp máy bay, cho phép máy bay hạng nặng hạ cánh an toàn Ngày nylon chủ yếu sử dụng hai lĩnh vực tơ sợi chất dẻo, chúng sử dụng công nghiệp, đời sống, dệt may trang trí nội thất như: làm bàn chải, cước câu cá, dù, dây đàn guitar Việc tìm hiểu nguyên tắc tổng hợp công nghệ tổng hợp nylon 66 quan trọng sinh viên ngành Hóa Dầu, từ giúp sinh viên hiểu sâu sắc trình tổng hợp hữu cơ, hiểu thêm sơ đồ công nghệ Thông thường Nylon 66 sản phẩm trình trùng ngưng axit adipic với hexamethylene diamine: Nguyễn Ngọc Nghiệp Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học n n + 2n H2O n Ngoài người ta tổng hợp cách phản ứng clorua axit với hexametylen điamin n n + 2n HCl n Hiện nylon 66 sử dụng nhiều đời sống có nhiều công nghệ tạo chất trung gian sản xuất nylon được thương mại hóa Phải kể đến công ty Du Pont, BASF, DSM, Rhodia Solutia Ở Việt Nam chưa có nhà máy sản xuất Nylon 66 mà phải nhập hãng Nguyễn Ngọc Nghiệp Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NYLON 66 1.1 Cấu trúc Công thức hóa học nylon 66: Ở nhiệt độ thường Nilon 66 tồn trạng thái kết tinh phần, song kết tinh có kéo giãn O O CH2 C NH CH2 CH2 CH2 CH2 NH CH2 C CH2 17,2 A CH2 C CH2 CH2 NH O Cấu trúc Nilon 66 kết tinh dạng tam tà α β Trong dạng α ổn định nên chiếu ưu cấu trúc tơ nylon Dạng α Dạng β a 4,9 Ǻ 4,9 Ǻ b 5,4 Ǻ 8,0 Ǻ c 17,2 Ǻ 17,2 Ǻ α 48,50 900 β 770 770 γ 63,50 670 Hình 1: Cấu trúc Nylon 66 Nguyễn Ngọc Nghiệp Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học Nhận xét: Cả dạng α β có chu kì đồng chất khác độ dài b góc α 1.2 Tính chất vật lý  Tồn dạng viên màu trắng, bột dạng sợi  Nhiệt độ nóng chảy: 280oC;  Nhiệt độ chuyển pha: 50oC  Khối lượng phân tử khoảng 12,000-20000 g/mol  Khối lượng riêng khoảng 1.09g/cm3  Có độ bền học cao; độ cứng lớn  Ít bị ăn mòn hoá học;  Có độ bền nhiệt độ thấp  Đặc tính ma sát, chịu mài mòn tốt  Cách nhiệt tốt  Quá trình gia công xử lí nhanh 1.3 Tính chất hóa học Nhóm amit bị thuỷ phân tạo thành amin cacboxyl: H OH NH H+ OH- - NH2 + CO -COO H Chúng dễ bị thuỷ phân môi trường axit, bazơ làm mạch polymer thuỷ phân hoàn toàn thành monomer tạo thành chúng Thuỷ phân Nylon 66 môi trường axit bazơ: H [ NH(CH2)6NHC(CH2)4C O ]nOH H+ OH- n NH2(CH2)6NH2 + n HOC (CH2)4 COH O O O Trong trình tổng hợp Nylon 66 xảy phản ứng trao đổi tạo nên hệ cân trùng ngưng Quá trình phản ứng trao đổi xảy nhóm amit mạch polymer với nhóm chức axit amin nhóm amit với nhau: Nguyễn Ngọc Nghiệp Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học Phản ứng axit phân: NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO HO CO(CH2)4CONH(CH2)6NH NH(CH2)6NHCO(CH2)4COOH + NH(CH2)6NHCO(CH2)4CONH(CH2)6NHCO(CH2)4CO Phản ứng amin phân: NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CO(CH2)4CONH(CH2)6NH H NH(CH2)6NHCO(CH2)4CONH(CH2)6NHCO(CH2)4CO + H2N(CH2)6NHCO(CH2)4CO Phản ứng amit phân: NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CONH(CH2)6NH NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CONH(CH2)6NH NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CO(CH2)4CO NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CO(CH2)4CO 1.4 Ứng dụng thực tế Ngày nylon 66 có ứng dụng nhiều đời sống công nghiệp Tơ nylon 66 có tính dai, bền, mềm óng mượt, thấm nước, mau khô, bền với nhiệt, axit, kiềm Dùng dệt vải, may mặc, vải lót săm lốp xe, bít tất, dây cáp, dây dù, đan lưới… Trong may mặc tơ Nylon ngày sử dụng rộng rãi quan tâm nhiều dần thay loại vải dệt thủ công, số lượng ít, màu sắc đơn điệu… loại polyme có chất lượng cao, màu sắc phong phú, đáp ứng cầu sử dụng, thẩm mỹ người tiêu dùng… Nylon 66 ứng dụng vào việc chế tạo chi tiết máy như:  Bánh có khía, khuôn vòng bi  Thiết bị ngắt điện, lõi quấn, thiết bị cạch ly điện Nguyễn Ngọc Nghiệp Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học  Chế tạo nhiều chi tiết máy, chi tiết đặc biệt dễ bị ăn mòn bạc lót  Các cánh quạt bơm nước cấu khoá cửa; cánh quạt, chi tiết vỏ Nguyễn Ngọc Nghiệp Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học 3.2.4.3 Phương pháp sản xuất  Đặc điểm trình  Phản ứng hydro hóa adiponitrile: NC–(CH2)4–CN + 3H2 H2N–CH–(CH2)4–CH–NH2  Công nghệ Rhone-Poulenc thực áp suất thấp 3.106 nhiệt độ thấp 750C (32)  Thực pha lỏng  Sử dụng xúc tác nikel dạng huyền phù dung môi kiềm NaOH  Độ tinh khiết sản phẩm đạt 99% mol (33)  Khi xúc tác hoạt tính tái sinh cách rửa với nước cho tuần hoàn liên tục  Sản phẩm phụ trình hydro hóa hình thành hợp chất diimine: NC–(CH2)4–CN + 3H2 HN CH–(CH2)4–CH NH  Sơ đồ công nghệ Hình mô tả sơ đồ công nghệ sản xuất hexamethylene diamine từ adiponitrile Rhone-Poulenc Xúc tác dạng huyền phù xút bơm vào tháp oxy hóa Hydro hydro tuần hoàn nén lại, Adiponitrile đưa vào tháp hydro hóa Phản ứng thực pha lỏng, khí dư từ đỉnh tháp phần tuần hoàn lại phẫn xả Sản phẩm pha lỏng với xúc tác kiềm đưa qua hai thiết bị lọc, sau qua thiết bị lọc thứ nhất, tách xúc tác phần chứa sản phẩm bơm qua tháp chưng đẳng phí, phần đưa tiếp vào thiết bị lọc thứ hai Sau lọc thiết bị thứ hai, hỗn hợp đưa qua tháp rửa nước để tái sinh xúc tác Một phần dung dịch khỏi tháp rửa bơm lại thiết bị lọc thứ phần đưa lại tháp phản ứng với kiềm bổ xung Ở tháp chưng đẳng phí người ta thêm nước vào, đỉnh tháp thu hỗn hợp nước hexamethylen diimine Sau làm lạnh ngưng tụ, đưa vào tháp tách pha phân hai pha, pha nước đưa lại tháp chưng đẳng phí pha lỏng hexamethylen diimine loại bỏ Sản phẩm đỉnh tháp chưng đẳng phí chứa hexamethylene diamine, adiponitrile, 1,2-diaminocyclohexanne, nước…và phần nặng bổ xung nước đưa đến tháp chưng tách hexamethylene diamine Nguyễn Ngọc Nghiệp 39 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học Tháp tách hexamethylene diamine làm việc độ chân không Ở sản phẩm đỉnh chứa hexamethylene diamine, 1,2-diaminocyclohexanne, nước đưa đến tháp tách sản phẩm trung bình Sản phẩm đáy chứa phần nặng, adiponitrile phần hexamethylene diamine đưa đến tháp tinh chế Ở tháp tách sản phẩm trung bình làm việc độ chân không, sản phẩm đỉnh thu 1,2-diaminocyclohexanne, nước sản phẩm đáy chứa nhiều hexamethylene diamine đưa trở lại tháp tách hexamethylene diamine Ở sản phẩm đáy tháp tách hexamethylene diamine giàu hexamethylene diamine đưa qua tháp tinh chế để tách phần nặng thu hexamethylene diamine đỉnh tháp Tháp làm việc độ chân không Nguyễn Ngọc Nghiệp 40 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa họ Xả khí Độ chân không Nước Nước/ Độ chân không Độ chân không Lọc Rửa Hexamethylene diamine Diamino cyclohexane Tháp tinh chế Adiponitrile Tháp chưng tách sản phẩm trung bình Nước Tháp chưng tách dầu hexanmethylene diamine Lọc Tháp chưng đẳng phí Tháp Hydro hóa Lọc Sản phẩm nặng Hydro Xúc tác Nước NaOH Hình 9: Sơ đồ công nghệ sản xuất hexamethylene diamine từ adiponitrile Rhone-Poulenc Nguyễn Ngọc Nghiệp 41 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học 3.3 Công nghệ sản xuất Như ta biết tổng hợp nylon 66 từ hai monomer axit adipic hexamethylene diamine sử dụng phổ biến công nghiệp phương pháp sản xuất gần độc quyền Như trình bày chương hai, quy trình sản xuất nylon 66 trải qua bốn giai đoạn là:  Chuẩn bị muối nylon (Nylon 66 salt)  Thực phản ứng trùng ngưng (polycondensation)  Nung chảy sản phẩm (Melting)  Quá trình phun tạo tơ (extrusion) Sơ đồ khối trình thể hình đây: Hình 10: Sơ đồ khối công nghệ sản xuất nylon 66 Nguyễn Ngọc Nghiệp 42 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học 3.3.1 Chuẩn bị muối nylon 66 (Nylon 66 salt) Khi thực tổng hợp nylon 66, axit adipic kết hợp với hexamethylene diamine tạo thành muối amino axit nước, muối muối hexamethylenediamine adipate, người ta gọi muối nylon (nylon salt) “muối N” (N salt) Và tạo muối thiết bị phản ứng người ta tách nước để phản ứng xảy tốt Các muối hình thành tồn dạng tinh thể màu trắng, người ta sử dụng thiết bị ly tâm để tách chúng sử dụng methanol để rửa Sau chứa chúng vào thùng chứa trước thực phản ứng trùng ngưng Mô tả sơ đồ trình thường gắn liền với trình trùng ngưng nên phần thực phản ứng trùng ngưng nêu chi tiết lưu trình 3.3.2 Thực phản ứng trùng ngưng (polycondensation) Các muối Nylon kết hợp lại tùy ý làm bay nước Chính nylon 66 hình thành ta thực nhiệt độ cao áp suất để làm bay nước tránh ngưng tụ tạo pha rắn Người ta cho thêm axit axetic vào hỗn hợp phản ứng chất ổn định pH Tuy nhiên phản ứng tiêu thụ nhiều lượng điều chỉnh hệ số tỷ lượng amine bay hình thành nước Như bay hay hình thành làm thay đổi hệ số tỷ lượng amine bay hơi, làm nhiễm bẩn dòng sản phẩm trình sản xuất Ngoài thực áp suất cao nhiệt độ cao nguyên nhân làm giảm chất lượng sản phẩm tính chất học màu Người ta sục nito tinh khiết (chỉ chứa khoảng 0.005% oxy) vào tháp phản ứng trước phản ứng để làm tạp chất để tránh suy giảm chất lượng sản phẩm đổi màu chúng Nguyễn Ngọc Nghiệp 43 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học Hình 11: Sơ đồ trình trùng ngưng sản xuất nylon 66 Mô tả lưu trình: Hexamethylene diamine (HDME) có chứa 10% khối lượng nước chuẩn bị từ nguồn 151 bột axit adipic chuẩn bị từ nguồn 152 Hai nguyên liệu đưa liên tục vào tháp khuấy trộn phản ứng 101 theo đường ống 110 111 Ở thiết bị phản ứng 101 này, hỗn hợp M1 bao gồm 81% khối lượng axit adipic 19% khối lượng hexexamethylene diamine Nước chứa phần nhỏ hỗn hợp (khoảng 7% khối lượng) nhiệt độ hỗn hợp trì 1260C (33) Hỗn hợp M1 đưa đến hai tháp phản ứng có khuấy trộn riêng lẻ 104 105 qua đường ống 102 103 Thực chất hỗn hợp đưa đến thùng chứa để đảm bảo hình thành nhiều sản phẩm dẻo sau đưa đến tháp phản ứng 104 105 Nguyễn Ngọc Nghiệp 44 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học Ở thiết bị phản ứng 104, nhiệt độ trì 2280C, áp suất 15 bar lưu lượng dòng qua đường ống 102 41kg/h Trong thiết bị phản ứng dung dịch HDME với 10% nước đưa qua đường ống 112 từ nguồn 151, tỷ lệ dòng điều chỉnh nhằm mục đích tạo hỗn hợp M2 tháp 104 với tỷ lệ axit amine 1.03 (34) Tỷ lệ axit/amine xác định liên tục tháp phản ứng 104 Như minh họa hình, dòng tháp phản ứng phân tích phương pháp hồng ngoại gần (Near InfraRed hay NIR) Kết phân tích giúp điều khiển tỷ lệ dòng hỗn hợp M1 dòng HDMA tháp phản ứng 104 Thời gian lưu thiết bị phản ứng 104 khoảng 48 phút, sau qua đường ống 106 tách bỏ nước để phản ứng xảy ra, tốc độ loại nước 7.6 kg/h Hỗn hợp M2 khỏi tháp 104 tiền amide hỗn hợp axit adipic/HDME, giàu axit(35) Một hỗn hợp tiền amide thứ hai hỗn hợp M3 chuẩn bị tháp phản ứng 105 Hỗn hợp M3 tạo thành tháp 105 với hai nguồn hỗn hợp M1 HDME từ nguồn 151 qua đường ống 113 Tỷ lệ axit/amine hỗn hợp trì 0.98 nhờ điều khiển tháp 104 Nhiệt độ tháp trì nhiệt độ tháp 104 Nước tháp loại bỏ(36) Hỗn hợp M2 M3 đưa qua thiết bị trộn sơ 108, thùng có khuấy Sau đưa qua thiết bị phản ứng trùng ngưng 107, nhiệt độ trì 2480C áp suất 17.5 bar Ở thiết bị phản ứng này, tỷ lệ hỗn hợp M2/M3 điều khiển tùy theo đặc điểm nylon cần sản xuất Tuy nhiên khác biệt tỷ lệ miền nồng độ axit amine dòng tháp 107 50 meq/kg Điều chỉnh tỷ lệ M2/M3 sử dụng điều khiển thiết bị phản ứng 104(37) Thời gian lưu thiết bị trùng ngưng 107 30 phút Và nước loại bỏ nhờ dòng tháo nhờ van 109 lưu lượng dòng thải 4.5 kg/h Đương ống 114 để tháo sản phẩm cho phép trình amide hóa xảy tốt nhiệt độ phản ứng loại bỏ Lưu lượng dòng đường ống 114 102 kg/h(38) Nguyễn Ngọc Nghiệp 45 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học 3.3.3 Nung chảy sản phẩm (melting) Sau phản ứng trùng ngưng xảy ra, sản phẩm sau làm sạch, phần có độ nhớt thấp loại bỏ nhờ dòng khí Nito Sản phẩm có độ nhớt yêu cầu qua thiết bị kéo khuôn thành dải ruy băng (ribbon) Sau đưa đến thiết bị chopper, sản phẩm hóa rắn làm lạnh sau cắt thành mảnh nhỏ (small chips) làm khô Khi nylon 66 tồn dạng nhựa vô đinh hình đưa đến thiết bị nấu chảy sản phẩm (melting) Người ta dùng dầu dowtherm để cấp nhiệt, chip nấu chảy dòng khí nito đưa vào áp suất cao Ở đáy thiết bị nấu chảy có phận lọc, sau sản phẩm đưa đến thiết bị melt spinning machine để tiến hành tạo tơ 3.3.4 Quá trình tạo tơ (extrusion) Hình mô tả chi tiết trình tạo tơ, trình giống với nylon nylon 66 Sản phẩm đưa kéo sợi chia làm hai phần, phần staple fibres (sợi chủ yếu) đưa đến thiết bị spinning, làm lạnh hóa rắn thành sợi tơ đưa qua lubricanting (bôi trơn) sau đưa đến sub-tow (thiết bị phụ kéo tơ) Sau đưa qua thiết bị kéo tơ drawing, nylon 66 kéo thành sợi dài qua thiết bị crimping để uốn thành nếp cuối qua thiết bị cutting để cắt thành sợi có kích thước cần sản xuất đóng thành kiện (baling) đưa sử dụng Các sợi nhỏ (filament yarn) có hai trình kéo sợi, trình bước (1-step) trình hai bước (2-step) Công nghệ bước, sản phẩm đưa qua thiết bị spinning tưng tự sản phẩm staple fibres, sau qua lubricating qua thiết bị kéo tơ drawing qua thiết bị quấn thành cuộn (winding) trước bán thị trường Công nghệ hai bước thực bước đầu công nghệ bước, sau trình winding, qua tiếp trình quay cuộn (spinning bobbin) sau kéo lại sợi tơ sau quấn thành cuộn trước đem tiêu thụ thị trường Nguyễn Ngọc Nghiệp 46 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học Hình 12: Sơ đồ chi tiết trình tạo tơ nylon 66 Nguyễn Ngọc Nghiệp 47 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học KÊT LUẬN Nylon 66 sàn phẩm có ứng dụng rộng rãi đời sống Tính chất quan trọng polyamide có tính dai, bền, mềm óng mượt, thấm nước, mau khô nên sử dụng dệt vải, may mặc, vải lót săm lốp xe, bít tất, dây cáp, băng tải, dây dù, đan lưới…Tuy nhiên chúng lại bền với nhiệt, axit, kiềm với tác nhân oxy hóa nên sử dụng cần tránh nhiệt khó sử dụng môi trường axit, kiềm hay có tác nhân oxy hóa Ngoài sợi nylon có mạch phân tử không đồng nên đồng thành phần hóa học nên ảnh hưởng không tốt đến độ bền màu nhuộm Chính tầm quan trọng nylon 66 nên việc tìm hiểu tính chất vật lý, hóa học công nghệ sản xuất cần thiết Bài tiểu luận tập trung hoàn thành nội dung:  Tổng quan sợi nylon 66  Công nghệ sản xuât monomer giới từ chọn công nghệ tối ưu  Công nghệ sản xuất nylon 66 Tuy nhiên thời gian trình độ có hạn nên gặp sai sót Em mong nhận ý kiến đóng ghóp cô để tiểu luận hoàn thiện Nguyễn Ngọc Nghiệp 48 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học CHÚ THÍCH (1) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Trang 6920 (2) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 235 (3) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 235 (4) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Trang 6920 (5) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 236 (6) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 240 (7) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris.Trang 244 (8) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 243 (9) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 243 (10) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Paris Trang 243 (11) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 246 (12) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 249 Nguyễn Ngọc Nghiệp 49 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học (13) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 249 (14) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 253 (15) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Trang 6915 (16) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Trang 6915 (17) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Trang 6916 (18) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 236 (19) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 237 (20) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 236 (21) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 237 (22) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Trang 400 (23) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Trang 400 (24) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 241 (25) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Paris Trang 241 (26) http://en.wikipedia.org/wiki/Adiponitrile (27) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 249 (28) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Trang 11649 Nguyễn Ngọc Nghiệp 50 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học (29) (30) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Trang 11649 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Trang 11649 (31) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 253 (32) Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Trang 253 (33) Jean-Francois Thiery, Francheville (FR), Matthieu Helft Lyons (FR), Oct.3, 2001 Process for manufacturing polyamides US006995233B2, United States Patent Page 11 (34) Jean-Francois Thiery, Francheville (FR), Matthieu Helft Lyons (FR), Oct.3, 2001 Process for manufacturing polyamides US006995233B2, United States Patent Page 11 (35) Jean-Francois Thiery, Francheville (FR), Matthieu Helft Lyons (FR), Oct.3, 2001 Process for manufacturing polyamides US006995233B2, United States Patent (36) Jean-Francois Thiery, Francheville (FR), Matthieu Helft Lyons (FR), Oct.3, 2001 Process for manufacturing polyamides US006995233B2, United States Patent Page 12 (37) Jean-Francois Thiery, Francheville (FR), Matthieu Helft Lyons (FR), Oct.3, 2001 Process for manufacturing polyamides US006995233B2, United States Patent Page 12 (38) Jean-Francois Thiery, Francheville (FR), Matthieu Helft Lyons (FR), Oct.3, 2001 Process for manufacturing polyamides US006995233B2, United States Patent Page 12 Nguyễn Ngọc Nghiệp 51 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học TÀI LIỆU THAM KHẢO Hoàng Trọng Yêm, Nguyễn Thị Thanh, Dương Văn Tuệ, Vũ Đào Thắng Hồ Công Xinh, 2002 Hóa học hữu cơ, tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Hoàng Trọng Yêm, Văn Đình Đệ, Trịnh Thanh Đoan, Dương Văn Tuệ, Nguyễn Thị Nguyệt, Nguyễn Đăng Quang, Nguyễn Thị Thanh Hồ Công Xinh, 2002 Hóa học hữu cơ, tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Phạm Thanh Huyền Nguyễn Hồng Liên, 2006 Công nghệ tổng hợp hữu hóa dầu Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Paris Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Jean-Francois Thiery, Francheville (FR), Matthieu Helft Lyons (FR), Oct.3, 2001 Process for manufacturing polyamides US006995233B2, United States Patent Nguyễn Ngọc Nghiệp 52 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hà Nội, ngày… tháng……năm 2013 Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Ngọc Nghiệp 53 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 [...]... Trong công nghiệp phương pháp sản xuất nylon 66 được đi từ hai monomer này và để sản xuất thương phẩm người ta thực hiện theo bốn bước:  Chuẩn bị muối nylon (6 6Nylon 66 salt)  Thực hiện phản ứng trùng ngưng  Nung chảy sản phẩm (Melting)  Quá trình phun tạo tơ (extrusion) Nguyễn Ngọc Nghiệp 14 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NYLON 66 3.1... nhất là xúc tác Pt  Sản phẩm có độ tinh khiết cao  Phản ứng phụ cần tránh: tạo methylcyclopentane, hydrocracking  Các công nghệ sản xuất Trên thế giới có nhiều hãng sử dụng công nghệ pha lỏng để điều chế cyclohexane như công nghệ UOP Unibon, công nghệ Houdry, công nghệ Sinclar/Engelhard, công nghệ IFP…Sau đây em xin trình bày hai công nghệ của UOP Unibon và của IFP:  Công nghệ UOP Unibon Nguyễn... chỉ tiêu kinh tế của công nghệ pha lỏng và pha hơi Từ bảng 1 ta thấy vốn đầu tư ban đầu cho các thiết bị (battery limits investments) của công nghệ pha lỏng ít hơn so với công nghệ pha hơi Công nghệ pha lỏng và pha hơi sử dụng cùng lượng benzene nhưng lượng hydro tiêu tốn lại ít hơn và sản phẩm phụ của công nghệ pha lỏng gần như không có, sản phẩm phụ của pha hơi rất cao Công nghệ pha lỏng sử dụng... Hexamethylene diamin (HDMA) Hiện nay có hai công nghệ sản xuất HDMA là công nghệ hydro hóa Adiponitrile và công nghệ trực tiếp từ 1,6-hexanediol Công nghệ hydro hóa Adiponitrile được Du Pont thực hiện ở áp suất cao và phụ thuộc vào xúc tác (nếu xúc tác là coban và đồng thì áp suất khoảng 60 đến 65.106 Pa, nếu xúc tác là sắt thì áp suất dưới 30.106Pa Công nghệ này có độ tinh khiết đạt khoảng 90 đến... chính sản xuất monomer của nylon 66 Ngoài ra để tạo ra Nilon 66 người ta còn có thể thực hiện phản ứng giữa diclorua axit của axit adipic với hexametylen điamin Để phản ứng dễ dàng xảy ra thì ban đâu nên cho thêm một lượng nhỏ axit để làm xúc tác cho phản ứng Khi phản ứng xảy ra sẽ tạo ra HCl lại là xúc tác cho phản ứng Ban đầu để sản xuất nylon 66 Du Pont đã chọn các nguyên liệu đầu để sản xuất các... ở nhiệt độ thấp và sản phẩm có độ tinh khiết cao (hàm lượng benzene nhỏ hơn 100 ppm)(5) và có thể thực hiện trong pha lỏng hoặc pha hơi Công nghệ pha lỏng được thực hiện bởi UOP (HB Unibon) và IFP Công nghệ pha hơi có công nghệ Bexane và Hytoray (Toray) Các thông số kinh tế của công nghệ pha lỏng và pha hơi được nêu trong bảng sau: Nguyễn Ngọc Nghiệp 9 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện:... với axit acetic (công nghệ của Asahi), cacbonyl hóa butadiene (công nghệ của BASF) và dime hóa acrylates Dưới đây là bảng so sánh giữa phương án sản xuất từ phenol và từ cyclohexane: Nguyễn Ngọc Nghiệp 10 Lớp: KSTN Hóa Dầu K54 Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học Bảng 2: Các chỉ tiêu kinh tế của tổng hợp axit adipic từ các nguồn khác nhau Từ bảng 2 ta thấy chi phí ban đầu của công nghệ Allied/Monsanto.. .Tiểu luận môn học Viện: Kỹ thuật hóa học CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT Nylon 66 có thể đươc sản xuất bằng phản ứng trùng ngưng của axit adipic và hexamethylene diamine, hai monomer này có thể được sản xuất bằng các phương pháp sau: Phenol Cyclohexanol Cyclohexane Axit Adipic Cyclohexan-1-ol Muối Ammonium... suất đạt 92% mol(13) Acrylonitrile được sản xuất bằng cách oxy hóa propylene và là một sản phẩm của tổng hợp hữu cơ hóa dầu Ngoài ta người ta còn sử dụng phương pháp khác tiêu tốn rất nhiều điện năng nhưng sản phẩm rất tinh khiết như công nghệ của UCB, Mitsui Toatsu, Halcon và ICI Căn cứ vào độ tinh khiết sản phẩm và sự tiêu thụ điện năng chọn phương pháp sản xuất đi từ nguyên liệu là acrylonitrile... ở áp suất trung bình ít hơn công nghệ pha lỏng, tiêu thụ điện năng và nước làm lạnh ít hơn trong khi đó lượng xúc tác dùng như nhau Chính vì những lợi ích kinh tế trên nên ta chọn công nghệ xúc tác pha lỏng để điều chế cyclohexane 2.2 Axit adipic Hiện nay trong công nghiệp axit adipic được sản xuất từ cyclohexane (chiếm khoảng 95%)(6) hoặc từ phenol, ngoài ra còn được sản xuất bằng cách dùng không khí